Laboratoire : La relation entre le volume et la température

Chimie                                                                                                                                              GRANDE, Ariana

2018-09-28                                                                                                                                        Foyer : 502

Laboratoire : La relation entre le volume et la température

But : Déterminer la relation mathématique existant entre le volume et la température d’un gaz

Variables :

Indépendante : La température du gaz

Dépendante : Le volume du gaz

Contrôlées : La pression, la quantité de gaz

Hypothèse : Je pense que le plus que la température du gaz augmentera, le plus que le volume augmentera parce que lorsqu’on chauffe un gaz, il prend de l’expansion, puisque ses particules sont très agités. Mon raisonnement se fit à la théorie cinétique des gaz (apprise en classe récemment), qui dicte que le plus que la température augmente, le plus que l’énergie cinétique (collisions entre les particules) augmente.

Résultats :

    Effet de la température sur le volume d'un gaz

Variable contrôlé  :

La pression : 722.5 mm de Hg

Calculs :

1. Exemple de calcul d’erreur relative : (pour 21°C par exemple)

Ce que je sais :

• Erreur absolue de la température = 0.5 °C
• Mesure : 21 °C

Ce que je cherche : Erreur relative = ?

Calcul : [pic 1]

(0.5/21) *100 = 2%

Réponse : Son erreur relative est de 2%.

1. Calcul de la règle du graphique en annexe

Ce que je sais : 

• Mes coordonnées : (21, 2.0) et (31, 2.2)

Ce que je cherche :  Règle = ?[pic 2]

(2.2- 2.0) ÷ (31-21) = 0.02

2.2 = 0.02 * 21 + b

2.2 = 0.42 + b

1.58 = b

Réponse : La règle du graphique est de y= 0.02x+1.58.

Analyse :

Grâce à ce laboratoire, j’ai effectivement pu déterminer la relation mathématique existant entre le volume et la température d’un gaz. Les résultats obtenues durant l’expérience m’indique que le plus que la température augmente, le plus que le volume du gaz dans la seringue augmente également. À la température initiale de 21 ° C, le volume était à son plus bas ; 2,0 ml. À la température la plus élevée de 71 ° C, le volume était à son plus haut ; 3,0 ml. On constate donc que le volume est proportionnel à sa température absolue (°C). En effet, les résultats sont corrélés à la loi cinétique des gaz et la loi de Charles où il y a une directe relation entre la température et le volume lorsque la pression et les moles (quantité) sont maintenus constantes^[1]. Une relation directe signifie que lorsqu’une variable x augmente l’autre (y) augmentera également. Pour détailler,  « Une augmentation de température résulte en une augmentation de l'énergie cinétique des particules. Le risque de collisions est donc plus probable, ce qui provoque un changement de pression. Afin de maintenir la pression constante, le volume doit augmenter^[2]. (théorie cinétique des gaz) » La loi de Charles indique « qu’à pression constante, le volume d’une certaine quantité de gaz est directement proportionnelle à la température absolue.  Lorsque la température augmente, le volume augmente, vice-versa », la relation mathématique s’écrit V/T = constante^[3]. La valeur de la constante correspond au taux de variation de la droite dans le graphique en annexe. Ce taux de variation correspond à 0.02. Pour une même quantité de gaz à pression constante, on peut comparer 2 situations différentes à l’aide de la formule suivante : V1/T1 = V2/T2^[4]. Le graphique obtenu est une droite linéaire, style y= mx+b, (ma règle est de y= 0.02x+1.58) qui ne passe pas par (0,0), donc la relation n’est pas directement proportionnelle, Si la droite passait par l'origine, cela indiquerait qu'aucun gaz n'existe à une température de 0°C, ce qui n’est pas le cas.  Si mes températures étaient en Kelvin, j’aurais eu une droite qui commencerai par « 0 », qui est le zéro absolue, correspondante à -273,15 .^[5] Ceci suggère une absence totale des mouvements des particules et une énergie cinétique nul.  Le volume, à ce moment, serait directement proportionnelle à la température. [pic 3]

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